Физики впервые увидели создание самой тяжелой частицы во Вселенной в новых условиях

Фото: IFL Science

Физики из ЦЕРН во время эксперимента на Большом адронном коллайдере впервые увидели образование самой тяжелой фундаментальной частицы во Вселенной: t-кварка или истинного кварка. Создание этих частиц произошло при столкновении ионов свинца. Данное открытие является важным шагом вперед в понимании условий, которые существовали всего через долю секунды после Большого взрыва и рождения Вселенной, пишет IFLScience.

Самая тяжелая частица во Вселенной

Кварки — это фундаментальные элементарные частицы, которые являются основой всей известной материи. Из них состоят протоны и нейтроны в ядре атома. Существует шесть видов или ароматов кварков. Если верхние и нижние кварки были обнаружены в протонах и нейтронах, то очарованные, странные, истинные и прелестные кварки были обнаружены только в результате чрезвычайно энергичных событий, ведь они очень нестабильны.

Истинный или t-кварк является самой тяжелой фундаментальной частицей во Вселенной и его впервые обнаружили в 1995 году. Но он распадается почти мгновенно, что сильно усложняет его изучение. Истинный кварк распадается всего за 5×10 в минус 25 степени секунд, и он является наименее стабильным из всех кварков. Обычно t-кварки физики изучают во время столкновения протонов на Большом адронном коллайдере, но впервые им удалось увидеть образование этих частиц при столкновении ионов свинца.

Условия в первую долю секунды после рождения Вселенной

Во время проведения эксперимента были воссозданы условия, которые существовали через доли секунды после Большого взрыва. Тогда вся материя представляла собой кварк-глюонную плазму. Элементарные частицы под названием глюоны являются переносчиками сильного взаимодействия, то есть одной из четырех фундаментальных сил Вселенной. Глюоны заставляют кварки соединятся вместе. Кварк-глюонная плазма создала условия в самом начале существования Вселенной для того, чтобы образовались протоны, нейтроны и другие фундаментальные частицы, составляющие материю.

Кварк-глюонная плазма существует всего примерно 10 в минус 23 степени секунд, что примерно в 10 раз больше времени, необходимого для образования и последующего распада t-кварка. Таким образом физики могут использовать эти частицы, образованные в разное время существования кварк-глюонной плазмы, чтобы изучать эволюцию самой плазмы. Это может понять, что именно способствовало появлению всей материи во Вселенной.

Физики считают, что смогут также использовать истинный кварк для понимания того, как распределяется момент импульса внутри движущихся протонов и нейтронов. Ученые хотят выяснить, распределяется ли момент импульса поровну между кварками и глюонами, которые составляют ядро атома.

Во время образования t-кварков ученые заметили, что они быстро распадаются W-бозон и прелестный кварк. W-бозон является переносчиком слабого взаимодействия и распадается на электрон или мюон и соответствующее нейтрино. Существует возможность распада W-бозона на кварки, но это исследование будут проведено в будущем, когда физики продолжат изучать эволюцию кварк-глюонной плазмы.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo